(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含有するウェブを形成し、その後、該ウェブをニードリングして繊維マットを形成し、次いで、該繊維マットを加熱圧縮成形して成形体とする繊維成形体の製造方法であって、
前記ウェブの形成時には、前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維とともに、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合された熱膨張性カプセル配合体を供給して該ウェブを形成しており、
前記熱膨張性カプセル配合体はフィルム状であり、
前記ウェブをエアレイ法により形成していることを特徴とする繊維成形体の製造方法。
【請求項２】
前記熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、前記熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度と同じであるか、又はそれより高い温度である請求項１に記載の繊維成形体の製造方法。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリプロピレン繊維であり、
前記熱膨脹性カプセルに内包される低沸点液体は、イソオクタンを含む請求項２に記載の繊維成形体の製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部が捲縮糸である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂繊維と前記熱膨張性カプセル配合体との合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセル配合体は２０〜８０質量％である請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂と前記熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセルは１〜６５質量％である請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
【請求項７】
植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維とともに、熱膨張性カプセル配合体を供給して、前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有するウェブをエアレイ法により形成し、その後、該ウェブをニードリングして繊維マットを形成し、次いで、該繊維マットを加熱圧縮成形して成形体とする繊維成形体の製造方法において用いられる熱膨脹性カプセル配合体であって、
熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合されてなり、フィルム状であることを特徴とする熱膨張性カプセル配合体。
【請求項８】
前記熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、前記熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度と同じであるか、又はそれより高い温度である請求項７に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリプロピレン繊維であり、
前記熱膨脹性カプセルに内包される低沸点液体は、イソオクタンを含む請求項８に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【請求項１０】
厚さ方向の寸法が２０〜５００μｍである請求項７乃至９のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【請求項１１】
前記熱可塑性樹脂と前記熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセルは１〜６５質量％である請求項７乃至１０のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【請求項１２】
前記熱膨張性カプセルの平均径が５〜１００μｍである請求項７乃至１１のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【請求項１３】
前記熱膨張性カプセルには低沸点液体が内包され、該熱膨張性カプセルを１００質量％とした場合に、該低沸点液体は５〜６０質量％である請求項７乃至１２のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維成形体の製造方法及び熱膨張性カプセル配合体に関する。更に詳しくは、植物性繊維、熱膨張性カプセルが膨張してなる膨張カプセル及びそれらを結着している熱可塑性樹脂を含有し、軽量であり、且つ十分な剛性を有する繊維成形体を効率よく製造することができる繊維成形体の製造方法、及びこのような繊維成形体の製造に有用な熱膨張性カプセル配合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のドアトリム等の車両用部材に用いられる繊維基材として、天然繊維及び熱可塑性樹脂繊維を用いてなり、これらの配合比率が、厚さ方向に変化している繊維基材が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、天然繊維と熱可塑性樹脂繊維との混合物を交絡させ、圧縮成形してなる繊維基材も知られている。この繊維基材は、例えば、エアレイ装置により、搬送コンベア上に各々の繊維を供給し、交絡及び加熱圧縮等の工程を経て製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０５８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、環境問題に配慮し、燃費の向上等のため、車両用部材等に対する軽量化の要望が高まっている。この軽量化のためには、例えば、繊維基材の目付を小さくする等の方法があるが、目付を小さくすると十分な剛性を有する部材とすることができないという問題がある。更に、基材の目付が小さい場合、例えば、目付が１５００ｇ／ｍ２以下の部材では、深絞り成形が困難になることがある。
【０００５】
本発明は、前記の従来の状況に鑑みてなされたものであり、植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維、及び熱膨張性カプセル配合体（以下、「配合体」と略記することもある。）を用いてなり、植物性繊維、膨張カプセル及びそれらを結着している熱可塑性樹脂を含有し、軽量であり、且つ十分な剛性を有する繊維成形体を効率よく製造することができる繊維成形体の製造方法、及びこのような繊維成形体の製造に有用な熱膨張性カプセル配合体に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
車両用部材等の製造時に、原料繊維に熱膨張性カプセルを配合し、この熱膨張性カプセルが膨張してなる膨張カプセルを含有する部材とすれば、軽量化することができると考えられる。しかし、例えば、エアレイ法により、熱膨張性カプセルを繊維と均一に分散させ、堆積させることはできず、均質な部材とすることはできない。そこで、熱膨張性カプセルを予め熱可塑性樹脂に配合し、糸状の配合体とし、これを植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維とともに堆積させてウェブを形成し、ニードリングして繊維マットとし、これを加熱圧縮成形することにより、軽量であり、且つ十分な剛性を有する均質な部材（繊維成形体）を製造し得ることが見出された。
本発明は、このような知見に基づきなされたものである。
【０００７】
本発明は以下のとおりである。
１．植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含有するウェブを形成し、その後、該ウェブをニードリングして繊維マットを形成し、次いで、該繊維マットを加熱圧縮成形して成形体とする繊維成形体の製造方法であって、
前記ウェブの形成時には、前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維とともに、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合された熱膨張性カプセル配合体を供給して該ウェブを形成しており、
前記熱膨張性カプセル配合体はフィルム状であり、
前記ウェブをエアレイ法により形成していることを特徴とする繊維成形体の製造方法。
２．前記熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、前記熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度と同じであるか、又はそれより高い温度である前記１．に記載の繊維成形体の製造方法。
３．前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリプロピレン繊維であり、
前記熱膨脹性カプセルに内包される低沸点液体は、イソオクタンを含む前記２．に記載の繊維成形体の製造方法。
４．前記熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部が捲縮糸である前記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
５．前記熱可塑性樹脂繊維と前記熱膨張性カプセル配合体との合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセル配合体は２０〜８０質量％である前記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
６．前記熱可塑性樹脂と前記熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセルは１〜６５質量％である前記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の繊維成形体の製造方法。
７．植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維とともに、熱膨張性カプセル配合体を供給して、前記植物性繊維及び前記熱可塑性樹脂繊維を含有するウェブをエアレイ法により形成し、その後、該ウェブをニードリングして繊維マットを形成し、次いで、該繊維マットを加熱圧縮成形して成形体とする繊維成形体の製造方法において用いられる熱膨脹性カプセル配合体であって、
熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合されてなり、フィルム状であることを特徴とする熱膨張性カプセル配合体。
８．前記熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、前記熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度と同じであるか、又はそれより高い温度である前記７．に記載の熱膨張性カプセル配合体。
９．前記熱可塑性樹脂繊維が、ポリプロピレン繊維であり、
前記熱膨脹性カプセルに内包される低沸点液体は、イソオクタンを含む前記８．に記載の熱膨張性カプセル配合体。
１０．厚さ方向の寸法が２０〜５００μｍである前記７．又は９．に記載の熱膨張性カプセル配合体。
１１．前記熱可塑性樹脂と前記熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、該熱膨張性カプセルは１〜６５質量％である前記７．乃至１０．のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
１２．前記熱膨張性カプセルの平均径が５〜１００μｍである前記７．乃至１１．のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
１３．前記熱膨張性カプセルには低沸点液体が内包され、該熱膨張性カプセルを１００質量％とした場合に、該低沸点液体は５〜６０質量％である前記７．乃至１２．のうちのいずれか１項に記載の熱膨張性カプセル配合体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の繊維成形体の製造方法によれば、植物性繊維間、熱膨張性カプセルが膨張してなる膨張カプセル間、及び植物性繊維と膨張カプセルとの間、が熱可塑性樹脂繊維が溶融してなる熱可塑性樹脂により結着され、植物性繊維及び膨張カプセルが熱可塑性樹脂により固定されてなる繊維成形体を容易に、且つ効率よく製造することができる。また、熱膨張性カプセルが配合された熱膨張性カプセル配合体を用いた乾式法であるため、熱膨張性カプセルがウェブの空隙から漏出することがなく、繊維成形体を容易に、且つ効率よく製造することができる。更に、繊維成形体には、その全体に膨張カプセルが均一に分散し、含有されているため、膨張カプセルが含有されていない、植物性繊維と熱可塑性樹脂とを用いてなる繊維成形体と比べて、軽量であり、且つ十分な剛性を有する。また、本発明の方法により製造された繊維成形体は、ガラス繊維等の無機系強化材を配合しなくても、十分に高い剛性を有する。
また、ウェブがエアレイ法により形成されるため、熱膨張性カプセル配合体をウェブ内に容易に、且つ均一に分散させ、含有させることができる。
更に、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部が捲縮糸である場合は、熱可塑性樹脂繊維と熱膨張性カプセル配合体とを十分に絡合させることができ、熱膨張性カプセル配合体の脱落を十分に抑えることができる。
更に、熱可塑性樹脂繊維と熱膨張性カプセル配合体との合計を１００質量％とした場合に、熱膨張性カプセル配合体が２０〜８０質量％である場合は、十分に軽量な繊維成形体とすることができ、植物性繊維間、膨張カプセル間、及び植物性繊維と膨張カプセルとの間、を強固に結着させることもでき、十分な剛性を有する繊維成形体とすることができる。
また、熱可塑性樹脂と熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、熱膨張性カプセルが１〜６５質量％である場合は、この熱膨張性カプセルの膨張により、十分に軽量であり、且つ優れた剛性を有する繊維成形体とすることができる。
尚、本発明の繊維成形体の製造方法では、低目付の繊維マットであっても、この繊維マットを深絞り成形して、目付が１５００ｇ／ｍ２以下であり、軽量であって、且つ十分な剛性を有する繊維成形体を製造することができる。
本発明の熱膨張性カプセル配合体は、熱可塑性樹脂と容易に混合し、含有させることができ、成形時に膨張させることで、各種の樹脂成形体等の軽量化に有用である。
更に、厚さ方向の寸法が２０〜５００μｍである場合は、熱可塑性樹脂への配合が容易であり、シート状等であることが多い樹脂成形体などの製造に用いたときに、優れた外観等を有し、且つ均質な樹脂成形体等とすることができる。
更に、熱可塑性樹脂と熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、熱膨張性カプセルが１〜６５質量％である場合は、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルを容易に配合し、含有させることができ、配合体を効率よく作製することができる。
また、熱膨張性カプセルの平均径が５〜１００μｍである場合、及び熱膨張性カプセルには低沸点液体が内包され、熱膨張性カプセルを１００質量％としたときに、低沸点液体が５〜６０質量％である場合は、十分に軽量化され、且つ十分な剛性を有する樹脂成形体等とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１で繊維マットの作製に用いた装置の模式的な説明図である。
【図２】（ａ）は熱膨張性カプセル配合体の作製に用いた超細幅スリッティング装置の模式的な説明図である。また、（ｂ）は細幅に裁断する装置が備える刃付き上部ロール及び溝付き下部ロールを正面からみた模式図である。
【図３】ウェブの断面の模式的な説明図である。
【図４】本発明の方法により製造された繊維成形体の断面の模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図を参照しながら詳しく説明する。
［１］繊維成形体の製造
本発明の繊維成形体の製造方法では、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維を含有するウェブを形成し、その後、ウェブをニードリングして繊維マットを形成し、次いで、繊維マットを加熱圧縮成形して成形体とする繊維成形体の製造方法であって、ウェブの形成時に、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維とともに、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合された熱膨張性カプセル配合体を供給してウェブを形成する。
【００１１】
前記「植物性繊維」は、植物に由来する繊維である。この植物性繊維としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹（杉、檜等）、広葉樹及び綿花などの各種の植物が有する繊維が挙げられる。この植物性繊維は１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでは、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献することができるケナフが有する繊維が好ましい。また、植物のうちの用いる部位は特に限定されず、非木質部、木質部、葉部、茎部及び根部等の植物を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよいし、２箇所以上の異なる部位を併用してもよい。
【００１２】
ケナフは木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が挙げられる。植物性繊維としてケナフが有する繊維を用いる場合、強靱な繊維を有する靭皮と称される外層部分を用いることができる。また、植物性繊維としては、ジュート麻も好ましく、このジュート麻としては、黄麻（コウマ、Ｃｏｒｃｈｏｒｕｓ  ｃａｐｓｕｌａｒｉｓ  Ｌ．）等のシナノキ科の植物などが挙げられる。
【００１３】
植物性繊維の繊維長は、通常、１０ｍｍ以上である。繊維長が１０ｍｍ以上であれば、より高い機械的特性（曲げ強さ及び曲げ弾性率等を意味する。以下同様である。）を有する繊維成形体とすることができる。この繊維長は、１０〜１５０ｍｍ、特に２０〜１００ｍｍ、更に３０〜８０ｍｍであることが好ましい。繊維長は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５における直接法と同様にして植物性繊維を伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で測定した値である。また、植物性繊維の繊維径は、通常、１ｍｍ以下である。繊維径が１ｍｍ以下であれば、特に高い曲げ強さを有する繊維成形体とすることができる。この繊維径は、０．０１〜１ｍｍ、特に０．０５〜０．７ｍｍ、更に０．０７〜０．５ｍｍであることが好ましい。繊維径は、繊維長を測定した植物性繊維について、繊維の長さ方向の中央部における径を光学顕微鏡を用いて測定した値である。
尚、植物性繊維の形状は特に限定されず、直線状、曲線状及び螺旋状等のいずれであってもよい。
【００１４】
更に、植物性繊維の平均繊維長及び平均繊維径も特に限定されないが、平均繊維長は１００ｍｍ以下（通常、１０ｍｍ以上）であることが好ましい。平均繊維長が１００ｍｍ以下の植物性繊維を用いることにより、この植物性繊維と、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体とを含有する均質なウェブを容易に形成することができる。この平均繊維長は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５に準拠する直接法により、単繊維を無作為に１本ずつ取り出し、伸張させずに真っ直ぐに延ばし、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。また、植物性繊維の平均繊維径は１０００μｍ以下（通常、１０μｍ以上）であることが好ましい。この平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計２００本について測定した平均値である。
【００１５】
ウェブ形成に用いる植物性繊維として、前記の寸法を外れる繊維が含有されていてもよいが、この好ましい寸法外の繊維の含有量は、植物性繊維全体を１００質量％とした場合に、１０質量％以下であることが好ましい。これにより、繊維成形体の曲げ強さ等を十分に高く保持することができる。更に、要求性能によっては、植物性繊維に、カーボン繊維、ガラス繊維等を配合し、併用することもでき、これにより、繊維成形体の曲げ強さ等をより向上させることができる。
【００１６】
前記「熱可塑性樹脂繊維」は特に限定されず、各種の熱可塑性樹脂を用いてなる繊維を使用することができる。この熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン／プロピレン共重合体等のポリオレフィン樹脂、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。また、これらの樹脂は、植物性繊維の表面に対する親和性を高めるため、変性された樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂は、紡糸することができれば２種以上を併用してもよいが、１種のみ用いられることが多い。
【００１７】
熱可塑性樹脂繊維としては、ポリオレフィン樹脂繊維及びポリエステル樹脂繊維が好ましく、ポリオレフィン樹脂繊維がより好ましい。
ポリオレフィン樹脂繊維を構成するポリオレフィン樹脂は、未変性のポリオレフィン樹脂であってもよく、変性されたポリオレフィン樹脂であってもよい。未変性のポリオレフィン樹脂である場合、プロピレン単独重合体、エチレン／プロピレンランダム共重合体、エチレン／プロピレンブロック共重合体等のプロピレン系重合体が好ましい。この共重合体としては、プロピレンと、エチレン及び／又は炭素数４〜２０のα−オレフィンとの共重合体が好ましく、α−オレフィンとしては、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、４−メチル−ペンテン−１、４−メチル−ヘキセン−１、４，４−ジメチルペンテン−１等が挙げられる。プロピレン系重合体としては、プロピレン単独重合体がより好ましい。更に、変性されたポリオレフィン樹脂である場合、例えば、カルボン酸又は酸無水物を用いて酸変性された変性ポリオレフィン樹脂等を用いることができる。
尚、未変性樹脂と変性樹脂とを併用することもできる。
【００１８】
また、ポリエステル樹脂繊維を構成するポリエステル樹脂としては、下記の生分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂（以下、単に「生分解性樹脂」ということもある。）が好ましい。
（１）ヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル樹脂（乳酸、リンゴ酸、グルコース酸、３−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体、及び２種以上の酸を用いた共重合体等）
（２）カプロラクトン系脂肪族ポリエステル樹脂（ポリカプロラクトン、上記のヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体等）
（３）二塩基酸ポリエステル樹脂（ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等）
【００１９】
ポリエステル樹脂としては、（ａ）ポリ乳酸、（ｂ）乳酸と乳酸以外の他のヒドロキシカルボン酸との共重合体、（ｃ）ポリカプロラクトン、及び（ｄ）ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種とカプロラクトンとの共重合体、が好ましく、ポリ乳酸がより好ましい。これらの生分解性樹脂は、１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。  尚、乳酸としては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸等が挙げられ、これらは１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
熱可塑性樹脂繊維の繊維長は、通常、１０ｍｍ以上である。繊維長が１０ｍｍ以上であれば、熱可塑性樹脂繊維間が十分に絡合し、且つ植物性繊維及び熱膨張性カプセル配合体の絡合も容易であり、より高い曲げ強さ等を有する繊維成形体とすることができる。この繊維長は、１０〜１５０ｍｍ、特に２０〜１００ｍｍ、更に３０〜８０ｍｍであることが好ましい。この繊維長は植物性繊維の場合と同様にして測定することができる。また、繊維径は、通常、１〜１５００μｍである。繊維径が１〜１５００μｍであれば、ウェブ形成時に、熱可塑性樹脂繊維が切断することなく、熱可塑性樹脂繊維、植物性繊維及び熱膨張性カプセル配合体が均一に混合され、含有されるウェブとすることができる。この繊維径は、５〜７００μｍ、特に８〜５００μｍ、更に１０〜３００μｍであることが好ましい。この繊維径も植物性繊維の場合と同様にして測定することができる。
【００２１】
更に、熱可塑性樹脂繊維の平均繊維長及び平均繊維径も特に限定されないが、平均繊維長は１００ｍｍ以下（通常、１０ｍｍ以上）であることが好ましい。平均繊維長が１００ｍｍ以下の熱可塑性樹脂繊維を用いることにより、この熱可塑性樹脂繊維と、植物性繊維及び熱膨張性カプセル配合体とを含有する均質なウェブを容易に形成することができる。平均繊維長は植物性繊維の場合と同様にして測定することができる。また、平均繊維径は１００μｍ以下（通常、１μｍ以上）であることが好ましい。この平均繊維径も植物性繊維の場合と同様にして測定することができる。
【００２２】
熱可塑性樹脂繊維の形状は特に限定されず、直線状、曲線状及び螺旋状等のいずれであってもよいが、ウェブ形成時に、直線状である配合体を植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維と十分に絡合させるためには、熱可塑性樹脂繊維の少なくとも一部は捲縮糸であることが好ましい。熱可塑性樹脂繊維のうちの捲縮糸の割合は特に限定されず、熱可塑性樹脂繊維と配合体との割合等にもよるが、熱可塑性樹脂繊維全体を１００質量％とした場合に、１０質量％以上、特に３０質量％以上であることが好ましい（全量が捲縮糸であってもよい。）。また、捲縮数は１００〜１０００００個／インチ、特に１０００〜１００００個／インチであることが好ましい。
【００２３】
尚、ウェブ形成に用いる熱可塑性樹脂繊維として、前記の寸法を外れる繊維が含有されていてもよいが、この好ましい寸法外の繊維の含有量は、熱可塑性樹脂繊維全体を１００質量％とした場合に、１０質量％以下、特に５質量％以下であることが好ましい。これにより、繊維成形体の曲げ強さ等を十分に高く保持することができる。更に、熱可塑性樹脂繊維は、熱可塑性樹脂のみを用いてなる繊維でもよいが、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防かび剤及び着色剤等の各種の添加剤が配合された熱可塑性樹脂を用いてなる繊維がより好ましい。
【００２４】
前記「熱膨張性カプセル配合体」は、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが分散され、含有されてなる。熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルを含有させる方法は特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱膨張性カプセル、及び必要に応じて各種の添加剤等を、ニーダー及び押出成形機等を用いて、熱可塑性樹脂の融点を超え、且つ熱膨張性カプセルの膨張開始温度未満の温度範囲で加熱し、混合することにより含有させることができる。熱可塑性樹脂は特に限定されず、前記の熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂等の各種の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００２５】
上記の熱可塑性樹脂としては、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂と同種の熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂がより好ましく、ポリオレフィン樹脂が特に好ましい。このように、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂、及び熱膨張性カプセルが分散され、含有される熱可塑性樹脂は、いずれもポリオレフィン樹脂であることが好ましく、ポリプロピレン系樹脂であることがより好ましい。また、この熱可塑性樹脂には、耐熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、安定剤、滑剤、抗菌剤、防かび剤、抗ブロッキング剤、着色剤等の各種の添加剤が配合されていてもよい。
【００２６】
熱膨張性カプセル配合体の形状は、フィルム状であり、径に対して十分に長い長尺体であることが好ましい。径（ｄ、径方向の最大寸法）と長さ（ｌ）との比は特に限定されないが、ｄ／ｌは０．００１〜０．１、特に０．００５〜０．０５であることが好ましい。また、配合体の寸法は、植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の各々の繊維長及び繊維径と大差のないことが好ましく、径及び長さの範囲は、前記の植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維の各々の繊維長及び繊維径の数値範囲内であることがより好ましい。
【００２７】
熱膨張性カプセル配合体の作製方法も特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱膨張性カプセル、及び必要に応じて各種の添加剤等を、必要に応じて、ドライブレンド等により予備混合し、その後、押出成形機によりフィルムに成形し、次いで、このフィルムを所定幅に裁断し、所定長さにカットして作製することができる。この方法によれば、フィルムの成形厚さ、裁断幅及びカット長により、配合体の寸法を容易に調整することができ、且つ横断面の形状が扁平形状の配合体を効率よく作製することができるため好ましい。
【００２８】
上記のような作製方法では、配合体に、繊維成形体を十分に軽量化させるための所要量の熱膨張性カプセルを容易に含有させることができる。熱膨張性カプセルは、熱可塑性樹脂と熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、１〜６５質量％であることが好ましく、５〜５０質量％、特に７〜３０質量％、更に１０〜２５質量％であることがより好ましい。熱膨張性カプセルの含有量が１〜６５質量％、特に７〜３０質量％であれば、十分に軽量化され、且つ十分な剛性を有する繊維成形体とすることができる。
【００２９】
また、上記のような作製方法では、熱膨張性カプセル配合体の寸法は、縦、即ち、フィルムの厚さ方向が、２０〜５００μｍ、特に５０〜３００μｍ、更に１００〜２００μｍ、横、即ち、裁断されたフィルムの幅方向が、２００〜１２００μｍ、特に２００〜１０００μｍ、長さ、即ち、裁断されたフィルムのカット長が、２０〜１００ｍｍ、特に３０〜８０ｍｍであることが好ましい。配合体の寸法が、縦２０〜５００μｍ、横２００〜１２００μｍ、長さ２０〜１００ｍｍであれば、エアレイ法により、前記の寸法の植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維と容易に、且つ均一に混合させ、堆積させてウェブを形成させることができ、均質な繊維成形体とすることができる。
【００３０】
更に、フィルムを所定幅に裁断し、且つ所定長さにカットする方法は特に限定されず、各種のスリッティング装置を用いることができる。例えば、所定速度で回動する搬送コンベア２２上に、熱膨張性カプセルを含有するフィルム２１を載せて搬送し、超細幅スリッティングユニット２３が有する刃付き上部ロール２４と、溝付き下部ロール２５との間を挿通させ、刃付き上部ロール２４の周面に周方向に立設された刃２８と、溝付き下部ロール２５の表面部分に周方向に穿設された溝２９とによりスリッティングし、その後、所定幅に裁断された紐状のフィルムを、所定の時間間隔で上下するカッター２６によりカットし、所定幅であり、且つ所定長さの長尺のフィルム片、即ち、熱膨張性カプセル配合体２７を作製することができる（図２参照）。
【００３２】
尚、植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の各々の寸法を前記のとおりとし、且つ熱可塑性樹脂繊維の質量に対する植物性繊維及び熱膨張性カプセル配合体の各々の質量を調整することにより、熱可塑性樹脂繊維が切断することなく、熱可塑性樹脂繊維、植物性繊維及び熱膨張性カプセル配合体が全体に均一に分散し、含有されるウェブを形成することができる。
【００３３】
前記「熱膨張性カプセル」は、加熱により軟化する外殻と、この外殻に内包された低沸点液体等とを有し、加熱されて体積膨張を生じる材料である。熱膨張性カプセルは、軽量化され、且つ十分な剛性を有する繊維成形体を製造することができる限り、特に限定されない。
【００３４】
熱膨張性カプセルの外殻は、各種の単量体を重合させてなる熱可塑性樹脂により構成される。この単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有する単量体、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系単量体、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ｎ−ブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体［（メタ）アクリルは、アクリル又はメタクリルを意味する。］、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアクリルアミド系単量体、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド等のマレイミド系単量体、及びエチレン、プロピレン、ブチレン等のモノオレフイン系単量体などが挙げられる。
【００３５】
熱膨張性カプセルに内包される低沸点液体は外殻の軟化点以下でガス化する物質であり、例えば、プロパン、シクロプロパン、プロピレン、ｎ−ブタン、ｉｓｏ−ブタン、シクロブタン、ｎ−ペンタン、ｉｓｏ−ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉｓｏ−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘプタン、ｎ−オクタン、ｉｓｏ−オクタン、シクロオクタン、２−メチルペンタン、２，２−ジメチルブタン、石油エーテル等の炭素数１〜１２の炭化水素が挙げられる。これらのうちでは、脂肪族炭化水素が好ましい。
【００３６】
低沸点液体としては、塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素を用いることもできる。また、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン等のテトラアルキルシランを用いることもできる。更に、加熱により熱分解して気体が生成する化合物を用いることもでき、このような化合物としては、例えば、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等が挙げられる。
【００３７】
熱膨張性カプセルにおける低沸点液体等の割合は、軽量化され、且つ十分な剛性を有する繊維成形体とするためには、熱膨張性カプセルを１００質量％とした場合に、５〜６０質量％であることが好ましく、７〜５０質量％、特に１０〜４０質量％、更に１５〜３０質量％であることがより好ましい。
【００３８】
熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、外殻の材質と内包される低沸点液体の種類によるものであり、特に限定されないが、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度と同じであるか、又はそれより高い温度であることが好ましい。これにより、加熱圧縮成形時に、溶融した熱可塑性樹脂繊維により植物性繊維間が十分に結着され、同時に又はその後、熱膨張性カプセルが膨張し、膨張カプセル間、及び植物性繊維と膨張カプセルとの間も、溶融した熱可塑性樹脂繊維により結着され、軽量化されるとともに、植物性繊維及び膨張カプセルが、熱可塑性樹脂繊維が溶融してなる熱可塑性樹脂により一体化され、十分な剛性を有する繊維成形体を製造することができる。熱膨張性カプセルの膨張開始温度は、例えば、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂がポリプロピレン単独重合体、エチレン／プロピレン共重合体等のプロピレン系重合体である場合、１１０℃〜２５０℃、特に１４０℃〜２３０℃であることが好ましい。
【００３９】
また、熱膨張性カプセルは、通常、球形であり、その平均径は特に限定されないが、５〜１００μｍであることが好ましく、１０〜８０μｍ、特に１５〜７０μｍ、更に２０〜６０μｍであることがより好ましい。平均径が５〜１００μｍであれば、十分に軽量化されるとともに、十分な剛性を有する繊維成形体とすることができる。
【００４０】
前記「ウェブ」は、所定の割合で混合された植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体からなる混合物を、乾式法の混綿装置に供することで形成することができる。この乾式法としては、エアレイ法が挙げられる。乾式法とする理由は、植物性繊維が吸水性を有するため、湿式法とした場合、高度に乾燥するための工程を必要とするためである。このエアレイ法は、解きほぐされた混合物を、空気流によって、例えば、搬送コンベア上に供給し、分散させ、堆積させて、搬送コンベア上に、ウェブを形成する方法であり、各々の繊維及び配合体が均一に分散されたウェブとするのに適した形成方法である。
【００４１】
ウェブ形成に用いられる植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維との割合は特に限定されない。植物性繊維と熱可塑性樹脂繊維との合計を１００質量％とした場合に、植物性繊維は１０〜９５質量％、特に２０〜９０質量％、更に３０〜８０質量％であることが好ましい。植物性繊維が１０〜９５質量％であれば、繊維成形体を補強するという植物性繊維の作用効果が十分に発現される。また、ウェブの目付は特に限定されないが、２００〜１５００ｇ／ｍ２、特に３００〜１０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。また、ウェブの厚さも特に限定されないが、１００〜５００ｍｍ、特に１５０〜４００ｍｍであることが好ましい。
【００４２】
ウェブ形成に用いられる熱可塑性樹脂繊維と熱膨張性カプセル配合体との割合も特に限定されない。熱可塑性樹脂繊維と配合体との合計を１００質量％とした場合、配合体は１０〜９０質量％、特に２０〜８０質量％、更に３０〜７０質量％であることが好ましい。熱膨張性カプセル配合体が特に２０〜８０質量％であれば、繊維成形体を軽量化するという配合体の作用効果が十分に発現され、且つ膨張、軽量化にともなう機械的特性の低下も抑えられ、十分な剛性を有する繊維成形体とすることができる。
【００４３】
前記「繊維マット」は、ウェブに含有される植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体を、ニードルパンチ法により交絡させて形成される。ウェブには、ニードリング前に、必要に応じて加圧処理等を施してもよい。また、熱膨張性カプセル配合体は、特に前記の熱膨張性カプセルを含有するフィルムを裁断し、カットする方法で作製された場合、各々の繊維とは形状等が異なっているが、この配合体を植物性繊維及び熱可塑性樹脂繊維と効率よく交絡させるための条件は以下のとおりである。
【００４４】
針密度は、針の種類及びその形状によって選択される。針深度（ニードリング時のベッドプレート表面から更に突き刺した針の先端までの距離）が１〜８ｍｍの場合、針密度（ニードリング時にウェブの単位面積当たりに打ち込まれる針本数）は、１〜１０００本／ｃｍ２、特に１０〜１００本／ｃｍ２であることが好ましい。針密度が特に１０〜１００本／ｃｍ２であれば、各々の繊維及び配合体を十分に絡合させることができる。また、針密度が過小であると、各々の繊維及び配合体を十分に絡合させることができない場合があり、一方、針密度が過大であると、緻密な繊維マットになるものの、各々の繊維及び配合体の多くが切断してしまうことがあり好ましくない。
尚、ニードリングは、ウェブの片面側のみからでもよく、両面側からでもよいが、両面側から実施することが好ましい。
【００４５】
ニードリングにより形成される繊維マットの概略断面を図３に示す。図３の繊維マット１３は、後記の実施例のように、２層のウェブが積層されてなる積層ウェブとした場合、第１ウェブ７と第２ウェブ８との境界が判別し難くなるほど、双方の繊維が絡み合っており、熱膨張性カプセル配合体２７が内部全体に均一に分散しており、この繊維マット１３を用いて均質な繊維成形体を製造することができる。
【００４６】
前記「加熱圧縮成形」により、繊維マットが加熱圧縮され、その後、加圧冷却されて所定形状の繊維成形体に成形される。
この加熱圧縮成形では、（１）繊維マットを、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂が溶融し、且つ配合体に含有される熱膨張性カプセルの膨張開始温度を超える温度範囲で加熱圧縮し、その後、加圧冷却して予備成形体を形成し、次いで、この予備成形体を熱膨張性カプセルの膨張開始温度を超える温度範囲で加熱圧縮し、その後、加圧冷却して所定厚さの成形体とする、（２）繊維マットを、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂が溶融し、且つ配合体に含有される熱膨張性カプセルの膨張開始温度未満の温度範囲で加熱圧縮し、その後、加圧冷却して予備成形体を形成し、次いで、この予備成形体を熱膨張性カプセルの膨張開始温度を超える温度範囲で加熱圧縮し、その後、圧を解放して熱膨張性カプセルを膨張させ、次いで、加圧冷却して所定厚さの成形体とする、（３）繊維マットを、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂が溶融し、且つ配合体に含有される熱膨張性カプセルの膨張開始温度を超える温度範囲で加熱圧縮し、その後、圧を解放して熱膨張性カプセルを膨張させ、次いで、加圧冷却して所定厚さの成形体とする、等の各種の方法により繊維成形体を製造することができる。
【００４７】
上記（１）の方法では、熱膨張性カプセルの膨張、それによる予備成形体の膨張は、加熱圧縮時の圧力及び時間により調整することができる。また、上記（１）及び（２）の方法では、予備成形体は、連続的に次工程に供することもでき、そのまま保管しておき、繊維成形体が必要となった時点で、次工程に供することもできる。一方、上記（３）の方法では、一工程で繊維成形体を効率よく製造することができる。
【００４８】
上記（１）〜（３）のいずれの方法においても、加熱圧縮することにより、熱膨張性カプセルの膨張を抑えながら、熱可塑性樹脂繊維、及び配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂を溶融させるため、繊維成形体を所定厚さに容易に調整することができる。即ち、繊維マットを圧縮しながら加熱することで、熱膨張性カプセルの膨張をできるだけ抑え、植物性繊維の表面への溶融樹脂の濡れを向上させ、植物性繊維間を十分に結着させることができ、所定厚さの繊維成形体とすることができる。また、熱膨張性カプセルが膨張することにより製造される繊維成形体の形状安定性を向上させることもできる。
【００４９】
熱膨張性カプセルの膨張開始温度を超える温度範囲で加熱することにより、熱膨張性カプセルが膨張するが、このときの加熱条件は、外殻の材質及び低沸点液体の種類により設定することができる。この際、繊維マットを圧縮しながら、熱膨張性カプセルの膨張を抑えながら加熱した場合は、圧を解放し、そのままの加熱温度で、又は更に昇温させることにより、熱膨張性カプセルを膨張させることができ、所定厚さの繊維成形体を製造することができる。例えば、固定型と可動型とを備える金型を用いて、繊維マットと金型内面とを密着させた状態で、又は繊維マットが圧縮された状態で加熱し、その後、コアバックさせ、冷却状態、加熱状態、又は必要に応じて更に加熱することにより、熱膨張性カプセルを膨張させ、所定厚さの繊維成形体を製造することができる。また、熱膨張性カプセルの膨張倍率は、外殻の材質、内包される低沸点液体の種類、加熱条件等にもよるが、通常、体積倍率で２０〜１００倍程度である。
【００５０】
以下、本発明の繊維成形体の製造に用いる繊維マットの作製方法を、装置の一例である図１を用いて説明する。
尚、図１の装置は、植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体を含有する第１及び第２ウェブを形成するために配設された第１及び第２エアレイ装置を備える。これは、所定厚さのウェブを１層のウェブとして形成するときと比べて、２層のウェブを一体化する方法であれば、より均質なウェブを、より容易に形成することができるためである。
【００５１】
先ず、所定割合で混合された植物性繊維、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の混合物１、４を、貯蔵手段より供給し、必要に応じて振動させる等により、混合物を解きほぐしつつ、第１繊維供給部２及び第２繊維供給部５に供給する。その後、各々の混合物１、４を、それぞれ第１エアレイ装置３及び第２エアレイ装置６から、搬送コンベア１０上に供給し、第１ウェブ７（下層側ウェブ）及び第２ウェブ８（上層側ウェブ）を形成し、且つこれらを積層させて積層ウェブ９を形成する。
【００５２】
次いで、搬送コンベア１０上を搬送される積層ウェブ９を、必要に応じて加圧手段等により処理し、その後、積層ウェブ９の上方から、第１交絡手段（ニードリング装置）１１により交絡させ、更に下方から、第２交絡手段（ニードリング装置）１２により交絡させ、繊維マット１３を作製する。
【００５３】
その後、繊維マット１３は、必要に応じて加圧及び裁断等の処理に供される。次いで、ギャップ調整、温度調整等が可能な平板金型等（図示せず）を用いて加熱し、熱可塑性樹脂繊維及び熱膨張性カプセル配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融と同時、又は溶融の後、熱膨張性カプセルを膨張させて、植物性繊維３１間、膨張カプセル４１間及び植物性繊維３１と膨張カプセル４１との間を、溶融した熱可塑性樹脂５１により結着させ、その後、加圧冷却させ、所定の形状、厚さ及び目付を有し、軽量であり、且つ十分な剛性を有する繊維成形体１００（図４参照）を製造することができる。
【００５４】
尚、熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂と、熱膨張性カプセル配合体の形成に用いられた熱可塑性樹脂と、が同質の樹脂であれば、溶融した各々の熱可塑性樹脂が均一に混ざり合い、植物性繊維間、膨張カプセル間及び植物性繊維と膨張カプセルの間を、より強固に結着させることができ、より優れた剛性等を有する繊維成形体とすることができるため好ましい。
【００５５】
また、上記のようにして製造された繊維成形体１００には、植物性繊維３１と、膨張カプセル４１と、これらを結着している熱可塑性樹脂５１とを有し（図４参照）、膨張カプセル及び熱可塑性樹脂の各々の割合は、植物性繊維を１００質量部とした場合に、それぞれ５〜４０質量部及び２０〜２００質量部、特に１０〜３０質量部及び５０〜１５０質量部、更に１０〜２０質量部及び６０〜１４０質量部であることが好ましい。膨張カプセル及び熱可塑性樹脂が、各々５〜４０質量部及び２０〜２００質量部、特に１０〜２０質量部及び６０〜１４０質量部であれば、軽量であり、且つ十分な剛性を有し、目付が１５００ｇ／ｍ２以下であっても深絞り成形可能な繊維成形体とすることができる。
【００５６】
本発明の方法により製造された繊維成形体は、厚さが同一である場合、植物性繊維間を熱可塑性樹脂により結着させ、又は接着剤等により接合させ、一体化させてなり、膨張カプセルを含有しない集積体と比べて、１０〜２００％軽量化させることができる（軽量化率は下記の式により算出される。）。また、目付が同一である場合、上記の集積体と比べて、最大曲げ荷重及び曲げ弾性率を指標として評価される剛性が著しく高い。更に、目付が７００〜１５００ｇ／ｍ２の範囲で、最大曲げ荷重が１．２〜２倍程度高く、曲げ弾性率が１．１〜１．６倍程度高い繊維成形体とすることができる。
尚、後記の用途においては、目付７５０〜１０００ｇ／ｍ２の繊維成形体を用いることが好ましい。
軽量化率（％）＝［（集積体の重量−繊維成形体の重量）／集積体の重量］×１００］（但し、集積体及び繊維成形体の各々の体積は同一である。）
【００５７】
本発明の方法により製造された繊維成形体の用途は特に限定されず、例えば、車両関連分野、船舶関連分野、航空機関連分野及び建築関連分野等の広範な用途において用いることができる。また、この繊維成形体は、特に、上記分野における内装材、外装材、構造材等として好適である。
車両関連分野では、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード、各種インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー、カウリング等の部材が挙げられる。また、船舶関連分野及び航空機関連分野では、パッケージトレー、アームレストの芯材、シート構造材、コンソールボックス、ダッシュボード、各種インストルメントパネル等の部材が挙げられる。更に、建築関連分野では、机、椅子、棚、箪笥等の家具の表装材及び構造材、並びにドア表装材、ドア構造材等の住宅用部材などが挙げられる。
その他、包装体、収容体（トレイ等）、保護用部材、パーティション部材等として用いることもできる。
【００５８】
［２］熱膨張性カプセル配合体
本発明の熱膨張性カプセル配合体は、熱可塑性樹脂に熱膨張性カプセルが配合されてなる。
前記「熱可塑性樹脂」は特に限定されず、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン／プロピレン共重合体等のポリオレフィン樹脂、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂などを用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は２種以上を併用してもよいが、１種のみ用いられることが多い。この熱可塑性樹脂は、熱膨張性カプセル配合体の用途等によって適宜選択して用いることが好ましい。また、この熱可塑性樹脂には、耐熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、安定剤、滑剤、抗菌剤、防かび剤、抗ブロッキング剤、着色剤等の各種の添加剤が配合されていてもよい。
【００５９】
前記「熱膨張性カプセル」は、加熱により軟化する外殻と、この外殻に内包された低沸点液体等とを有し、加熱されて体積膨張を生じる材料である。この外殻の材質及び低沸点液体の種類等については、前記［１］における熱膨張性カプセルの外殻及び低沸点液体に係る記載をそのまま適用することができる。
【００６０】
熱膨張性カプセル配合体の形状は、フィルム状であり、径に対して長さ方向の寸法が大きい長尺体であってもよい。更に、熱可塑性樹脂繊維等の繊維状物に配合するときは、長尺体であることが好ましく、その場合、径は繊維状物の径と大差のないことが好ましく、径（ｄ、径方向の最大寸法）と長さ（ｌ）との比は特に限定されないが、ｄ／ｌは０．００１〜０．１、特に０．００５〜０．０５であることが好ましい。更に、配合体の寸法は、熱可塑性樹脂に容易に分散させ、含有させることができればよいが、配合体を用いてなる樹脂成形体等はシート等の平板状であることも多く、配合体の最大寸法は、熱可塑性樹脂に配合し易く、且つ優れた外観等を有し、均質な樹脂成形体等とするためには、過大でないことが好ましい。例えば、横断面が扁平形状である配合体では、厚さ方向の寸法は２０〜５００μｍ、特に５０〜３００μｍであることが好ましく、且つ幅方向の寸法が２００〜１２００μｍ、特に２００〜１０００μｍであることがより好ましい。
【００６１】
熱膨張性カプセル配合体の作製方法も特に限定されず、例えば、前記［１］に記載のようにしてフィルムを成形し、このフィルムを前記［１］に記載のようにして所定幅に裁断し、所定長さにカットして作製することができる。この方法によれば、フィルムの成形厚さ、裁断幅及びカット長により、配合体の寸法を容易に調整することができ、且つ横断面の形状が扁平形状の配合体を効率よく作製することができる。この作製方法では、配合体に、樹脂成形体等を十分に軽量化させるための所要量の熱膨張性カプセルを容易に含有させることができ、熱可塑性樹脂と熱膨張性カプセルとの合計を１００質量％とした場合に、熱膨張性カプセルの配合量は、１〜６５質量％とすることができ、５〜５０質量％、特に７〜３０質量％、更に１０〜２５質量％であることが好ましい。
【００６３】
更に、熱膨張性カプセルは、通常、球形であり、その平均径は特に限定されないが、５〜１００μｍであることが好ましく、１０〜８０μｍ、特に１５〜７０μｍ、更に２０〜６０μｍであることがより好ましい。平均径が５〜１００μｍであれば、十分に軽量化されるとともに、十分な剛性を有する樹脂成形体等とすることができる。また、熱膨張性カプセルにおける低沸点液体等の割合は、軽量化され、且つ十分な剛性を有する樹脂成形体等とするためには、熱膨張性カプセルを１００質量％とした場合に、５〜６０質量％であることが好ましく、７〜５０質量％、特に１０〜４０質量％、更に１５〜３０質量％であることがより好ましい。
【００６４】
本発明の熱膨張性カプセル配合体は、本発明の繊維成形体の製造方法において用いられるものであり、前記の各種の車両関連分野、船舶関連分野、航空機関連分野及び建築関連分野等における内装材、外装材、構造材等の軽量化において有用である。
【実施例】
【００６５】
以下、図１〜４を参照しながら実施例により本発明を具体的に説明する。
以下の実施例で用いた製造例１の熱膨張性カプセルの物性は、以下の方法により測定した。
〔平均径と粒度分布の測定〕
測定装置として、レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製、型式「ＨＥＲＯＳ＆ＲＯＤＯＳ」）を使用した。乾式分散ユニットの分散圧は５．０ｂａｒ、真空度は５．０ｍｂａｒで、乾式測定法により測定し、Ｄ５０値を平均径とした。
〔熱膨張性カプセルの含水率の測定〕
測定装置として、カールフィッシャー水分計（京都電子工業社製、型式「ＭＫＡ−５１０Ｎ」）を用いて測定した。
〔熱膨張性カプセルに内包された低沸点液体の質量割合（内包率）の測定〕
熱膨張性カプセル１．０ｇを直径８０ｍｍ、深さ１５ｍｍのステンレス鋼製蒸発皿に入れ、その質量（Ｗ１）を測定した。その後、３０ミリリットルのジメチルホルムアミドを加えて均一に分散させ、室温で２４時間放置した。次いで、１３０℃で２時間減圧乾燥させ、乾燥後の質量（Ｗ２）を測定し、下記の式により低沸点液体の内包率を算出した。
内包率（質量％）＝（Ｗ１−Ｗ２）（ｇ）／１．０（ｇ）×１００−（含水率）
尚、括弧内の含水率は上記の方法により測定される値である。
〔膨張開始温度（Ｔｓ）及び最大膨張温度（Ｔｍａｘ）の測定〕
測定装置として、動的粘弾性測定装置（ＴＡ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、型式「ＤＭＡ  Ｑ８００」）を使用した。熱膨張性カプセル０．５ｍｇを、直径６．０ｍｍ（内径５．６５ｍｍ）、深さ４．８ｍｍのアルミカップに入れ、熱膨張性カプセル層の上部にアルミ蓋（直径５．６ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を載せて試料を準備した。その後、上方から加圧子により試料に０．０１Ｎの力を加えた状態で、２０℃から３００℃まで１０℃／分の速度で昇温させて加熱し、加圧子の垂直方向における変位量を測定した。正方向への変位開始温度を膨張開始温度（Ｔｓ）とし、最大変位量を示したときの温度を最大膨張温度（Ｔｍａｘ）とした。
【００６６】
製造例１
イオン交換水６００ｇに、塩化ナトリウム１５０ｇ、シリカ有効成分２０質量％のコロイダルシリカ４０ｇ、ポリビニルピロリドン０．５ｇ及びエチレンジアミン四酢酸・４Ｎａ塩０．５ｇを加えた後、得られた混合物のｐＨを２．８〜３．２に調整し、水性分散媒を調製した。これとは別に、アクリロニトリル１２０ｇ、メタクリロニトリル３０ｇ、メタクリル酸１１５ｇ、１，９−ノナンジオールジアクリレート１．０ｇ、イソオクタン９０ｇ及び有効成分５０質量％のジ−ｓｅｃ−ブチルパーオキシジカーボネート含有液８ｇを混合して油性混合物を調製した。その後、水性分散媒と油性混合物とを混合し、得られた混合液をホモミキサー（プライミクス社製、型式「ＴＫホモミキサー」）により分散させ、懸濁液を調製した。次いで、この懸濁液を容量１．５リットルの加圧反応器に移し、窒素置換してから、反応初期圧を０．５ＭＰａに設定し、８０ｒｐｍで攪拌しつつ、反応温度６０℃で２０時間重合させた。その後、得られた重合液を濾過し、乾燥して、熱膨張性カプセルを得た。この熱膨張性カプセルの物性を前記の方法により測定した結果、平均径４０μｍ、内包率２４質量％、膨張開始温度（Ｔｓ）２００℃、最大膨張温度（Ｔｍａｘ）２１０℃であった。
【００６７】
実施例１
８５質量％のポリプロピレン樹脂（プライムポリマー社製、商品名「プライムポリプロ  Ｈ−７００」、密度０．９ｇ／ミリリットル、ＭＦＲ８ｇ／１０分）と１５質量％の製造例１で得られた熱膨張性カプセルとをドライブレンドし、その後、リップ幅０．４ｍｍのＴ−ダイが取り付けられたラボプラストミル（東洋精機社製、型式「ＭＥ−２５」、２軸押出成形機）を用いて、シリンダーのＣ１、Ｃ２、Ｃ３の温度、及びＴ−ダイの温度を全て１８０℃に設定し、スクリュー回転数を２５ｒｐｍ（滞留時間は１２分になる。）に設定して、シリンダー内にポリプロピレン樹脂と熱膨張性カプセルとの混合物を充填し、押出成形し、厚さ１５０μｍの熱膨張性カプセルを含有するポリプロピレン樹脂フィルムを成形した。次いで、細幅に裁断する装置によりフィルムを裁断し、カットして、厚さ１５０μｍ、幅８００μｍ、長さ５０ｍｍの熱膨張性カプセル配合体を作製した。
【００６８】
その後、３０質量％の上記配合体、５０質量％のケナフ繊維（繊維長；約７０ｍｍ）、及び２０質量％のポリプロピレン繊維（日本ポリプロ社製、商品名「ノバテックＳＡ０１」、繊維長；約５１ｍｍ）を混合し、混合物を第１貯蔵部（図示せず）及び第２貯蔵部（図示せず）に収容した。次いで、混合物１、４を、第１貯蔵部及び第２貯蔵部に接続された第１繊維供給部２及び第２繊維供給部５から、第１エアレイ装置３及び第２エアレイ装置６に一定の供給量で連続的に供給し、その後、３．２ｍ／秒の速度で回動する搬送コンベア１０上に堆積させ、各々の厚さが約７．５ｍｍの第１ウェブ７（下層側ウェブ）と第２ウェブ８（上層側ウェブ）とが積層されてなる厚さ約１５ｍｍの積層ウェブ９を形成した。
【００６９】
次いで、搬送される積層ウェブ９の上方から、即ち、第２ウェブ８の側（上面側）から、針密度７０本／ｃｍ２、針深度１０ｍｍ及びパンチング速度１〜２回／秒の条件でニードリングした。その後、同条件で、積層ウェブ９の下方から、即ち、第１ウェブ７の側（底面側）から同条件でニードリングし、厚さ約１４ｍｍ、目付１０００ｇ／ｍ２の繊維マット１３（図３参照）を作製した。
【００７０】
次いで、裁断機（図示せず）により繊維マット１３を所定の形状及び寸法に裁断し、この裁断マットを厚さ１．２ｍｍのステンレス鋼板により挟持し、２３５℃に調温された加熱プレスにより、圧力１．２×１０２ｋＰａで２５秒間加熱圧縮し（裁断マットの厚さ方向の中心部の温度は２１０℃であった。）、その後、２５℃に調温された冷却プレスにより、圧力５０ｋＰａで６０秒間加圧冷却し、厚さ２．３ｍｍ、目付１．０ｋｇ／ｍ２の予備成形体を作製した。次いで、この予備成形体を、２３５℃に調温されたオーブン内に収容し、１２０秒間加熱した後、取り出し、直ちに２５℃に調温された冷却プレスにより、圧力５０ｋＰａで６０秒間加圧冷却し（６０秒間冷却後の繊維ボードの温度は２５℃であった。）、厚さ５ｍｍ、目付１．０ｋｇ／ｍ２の繊維成形体（図４参照）を製造した。
【００７１】
上記のようにして製造した繊維成形体の機械的特性を評価するため、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて、最大曲げ荷重及び曲げ弾性率を測定した。この測定には、含水率約１０質量％の試験片（長さ１５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を用いた。そして、試験片を支点間距離（Ｌ）１００ｍｍの２個の支点（曲率半径５．０ｍｍ）で支持し、支点間の中心に配置した作用点（曲率半径３．２ｍｍ）から速度５０ｍｍ／分の条件で荷重を負荷させ、最大曲げ荷重及び曲げ弾性率を測定した。その結果、最大曲げ荷重は６０Ｎ、曲げ弾性率は８００ＭＰａであり、十分な剛性を有する繊維成形体であることが裏付けられた。
【００７２】
尚、本発明では、上記の具体的な実施例の記載に限られず、目的、用途等に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、繊維ボードを作製し、このボードを用いて繊維成形体を製造するという２段階の製造方法ではなく、熱可塑性樹脂繊維等の溶融と熱膨張性カプセルの膨張とを一工程で実施し、その後、加圧冷却して繊維成形体を製造することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の繊維成形体の製造方法及び熱膨張性カプセル配合体は、車両関連分野、船舶関連分野、航空機関連分野、建築関連分野等の広範な技術分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１００；繊維成形体、１、４；混合物、２；第１繊維供給部、３；第１エアレイ装置、５；第２繊維供給部、６；第２エアレイ装置、７；第１ウェブ、８；第２ウェブ、９；積層ウェブ、１０；搬送コンベア、１１；第１交絡手段（第１ニードリング装置）、１２；第２交絡手段（第２ニードリング装置）、１３；繊維マット、２０；超細幅スリッティング装置、２１；熱膨張性カプセル含有フィルム、２２；搬送コンベア、２３；超細幅スリッティングユニット、２４；刃付き上部ロール、２５；溝付き下部ロール、２６；カッター、２７；熱膨張性カプセル配合体、２８；刃、２９；溝、３１；植物性繊維、３２；熱可塑性樹脂繊維、４１；膨張カプセル、５１；熱可塑性樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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